第 2 章単独の時間間隔の知覚

(1)

蓮尾, 絵美

九州大学大学院芸術工学府中島研究室

https://doi.org/10.15017/19760

出版情報：Kyushu University, 2010, 博士（芸術工学）, 課程博士バージョン：

権利関係：

(2)

第 2 章単独の時間間隔の知覚

2.1 はじめに

本章で扱う対象とするのは，次々に鳴らされる二つの音の始まりによって示された時間間隔である。どのようなリズムも，音の始まりから次の音の始まりまでの時間間隔の組み合わせによって作られるため，ひとつひとつの時間間隔を知覚することは，リズム知覚の基礎となるといえる。ここでは，時間間隔を示す二つの区切音自体の時間構造を体系的に変化させ，

そのときの時間間隔の主観的な長さを測定した。

時間間隔の始まりを示す音 (第1区切音；ﬁrst marker) と時間間隔の終わりを示す音 (第 2区切音；second marker) とでは，時間間隔の知覚に及ぼす影響が異なる可能性があったため(Schubert & Fabian, 2001)，第1区切音と第2区切音の時間構造はそれぞれ独立に変化させた。そして，リズムを示す最小単位となる非常に単純なパターンを用い，それぞれの区切音を体系的に変化させることにより，得られた結果を時間情報処理の基礎的な仕組みと結び付けることを目指した。また，得られた結果をリズム知覚と結び付けやすくするため，音声や音楽のリズムに頻繁に現れる120-360 msの非常に短い時間間隔を扱うこととした(e.g.

Greenberg & Arai, 2004; Patel, 2008)。もし区切音の時間構造が時間間隔の知覚に影響すれば，第1章で述べたように古くからの時間知覚研究において確認されていた区切音の持続時間の影響が，より日常的なリズム知覚においても生じている可能性が示されることとなる。

2.2 _目的

二つの区切音からなる非常に単純な時間パターンを用いて，区切音自体の時間構造，とりわけ区切音の持続時間が，時間間隔の主観的な長さにどのように影響するかを調べた。

実験1では，区切音の持続時間の影響を直接確かめた。実験2および実験3では，実験1 でみられた区切音の持続時間の効果が，持続時間自体によるものではなく，持続時間とともに変化した他の要素によるものであった可能性がないかを検証した。実験2では，振幅の違いによる影響を，実験3では，音エネルギーの時間分布による影響を，それぞれ調べた。

2.3 実験 1 ：持続時間の影響

2.3.1 目的

時間間隔を示す音自体の持続時間が，時間間隔の主観的な長さにどのような影響を及ぼすかを調べることを目的とした。

(3)

騒音計 (Node Type 2075)を用いた。

標準時間の長さは，120, 240, 360 msの3種類であった。

刺激パターンは標準時間 (standard interval) と比較時間 (comparison interval) とによって構成された(図 2.1)。標準時間を示す二つの区切音には，6種類の区切音を用いて作ることができる全ての組み合わせを用いた。比較時間を示す区切音には，常に20msの音を用いた。再生ボタンを押してから標準時間が始まるまでの無音区間の長さは2-2.5秒で，標準時間を示す音の終わりから比較時間の始まりまでの長さは3-3.5秒であった。実験参加者が刺激の始まりを正確に予測することができないようにするため，無音区間の長さは呈示の都度それぞれの範囲内でランダムに変化させた。

標準刺激の種類は合計108であった[6 (第1区切音の持続時間) × 6 (第2区切音の持続時間) × 3 (標準時間の長さ)]。

Standard Interval

(120, 240, or 360 ms)

Comparison Interval

time Click

PLAY button

about 2 s about 3 s

first marker second marker

20 ms

marker durations:

Exp 1 (20, 30, 40, 60, 80, 100 ms)

Exp 2 (20, 40, 60, 80 ms; constant energy or constant amplitude) Exp 3 (20, 60, 100 ms; amplitude peak in the beginning, middle, or end)

Fig. 2.1 実験1，実験2，および実験3の時間チャート。水平軸が時間を表し，右方向が未

来方向に対応する。実験参加者は，先に呈示された標準時間(standard interval) と等しい長さに聴こえるよう，比較時間 (comparison interval) の長さを調整した。

(4)

実験環境

実験は，暗騒音30 dBA以下の防音室内で行われた。実験プログラムは，パーソナルコンピュータ (Dell Dimension 4300S) 上で，Visual Basic.netを用いて作成した。刺激の作成，

呈示は，パーソナルコンピュータ (Frontier KZFM71/N)で行い，オーディオカード (E-MU 0404)，DA変換器 (Fostex VC-8)，ローパスフィルタ (NF DV8FL 15kHz)，アンプ (Stax

SRM313)，ヘッドホン(Stax SR303) を通して実験参加者の両耳に呈示した。刺激の呈示レ

ベル等は，人工耳(Br¨uel & Kjær Type 4153)，騒音計(Node Type 2072およびType 2075)，

オシロスコープ (Agilent Technologies DSO 6012A)，と音響測定システム (Br¨uel & Kjær

Pulseシステム) を用いて測定した。

実験手続き

調整法を用いた。実験参加者がパソコンディスプレイに映る再生ボタンをクリックすると刺激パターンが呈示され，実験参加者は標準時間と等しい長さに感じられるよう比較時間を調整した。実験参加者には，イラストと文章による教示文を見せながら口頭で読み上げ，時間間隔は音の始まりから次の音の始まりまでを指し，音の終わりから次の音の始まりまでの無音区間のみを指すわけではないことを説明した。調整作業は，パソコンディスプレイに映る調整画面をマウスで操作することにより行われた (図 2.2)。刺激の呈示および調整は，実験参加者が納得するまで何度でも行うことができた。

各標準時間に対し，上昇系列と下降系列を1回ずつ行い，その2回の調整結果の平均をその実験参加者のその標準時間に対する主観的等価値 (point of subjective equality, PSE) とした。

試行数は全部で216試行 [108 (標準刺激) × 2 (系列)] であった。これを実験参加者ごとにランダムな順番に並べ替えたものを18試行ずつ12のブロックに分け，さらにそれぞれのブロックの最初に2試行の練習試行を追加し，1ブロックあたり20試行として呈示した。また，本実験に入る前に，区切音の長さを3種類 (20, 40, 100 ms) のみにした27試行 [3 (第1 区切音の持続時間)× 3 (第2区切音の持続時間) × 3 (標準時間の長さ) ]をランダムに並べ替え，13もしくは14試行ずつ２ブロックに分け，練習試行とした。

1ブロック(20試行)あたりの所要時間は約24分であった。実験全体は，実験参加者1名につき4日間から7日間かけて行われた。

実験参加者

正常な聴力を有する22歳から30歳までの9名 (女性6名，男性3名) を実験参加者とした。7名は九州大学の学生であり，2名は学術研究員であった。6名は聴能形成によりある程度の聴覚訓練を受けており(Iwamiya, Nakajima, Ueda, Kawahara, & Takada, 2003)，音楽の基礎的な訓練も受けていた。1名は14年間ピアノを個人的に演奏していた。残りの2名は，

音楽的な訓練や聴能形成を受けたことがなかった。2名の実験参加者は，予備実験にも参加した。

(5)

Fig. 2.2 実験1，実験2，および実験3で使用したコンピュータ画面。実験6および実験7 でも同様の画面を使用した。 Play ボタンをクリックすると，図2.1に示したような刺激パターンが1回呈示された。実験参加者は，トラックバーのつまみを短くまたは長くの方へドラッグすることにより，比較時間を調整することができた。ドラッグする距離が大きいほど，比較時間の変化量は大きくなった。また，比較時間の微調整を行う際には， ← ボタンをクリックすると比較時間がわずかに短くなり， → ボタンをクリックすると比較時間がわずかに長くなった (1 msの細かさまで調整可能であった)。また，微調整用のボタンは，押している時間が長いほど，比較時間が大きく変化した。充分に調整し，標準時間と比較時間が同じ長さに感じられると納得したら， Next ボタンをクリックすることで次の試行に移ることができた。刺激パターンは Play ボタンをクリックすれば何度でも聴くことができた。

(6)

2.3.3 結果と考察

各標準時間について，9名の実験参加者から9個のPSEが得られた。この9個のPSEの平均値を図2.3 に示す。図 2.3 aは第1区切音の持続時間の影響を，図2.3 bは第2区切音の持続時間の影響を示す。なお，図 2.3 aと図 2.3 bは，同じデータを横軸を変えて表したものである。

それぞれのグラフにおいて，太線で示された平均値の推移を見ると，第1区切音の持続時間が長くなった場合も，第2区切音の持続時間が長くなった場合も，PSEはわずかに増加し

ていた (増加量は20 ms程度であった)。ただし，時間間隔が120 msの条件においては，第

1区切音が長くなってもPSEの増加はみられなかった。第2区切音が長くなるほどPSEが増加するという傾向は，時間間隔の長さに関わらず現れた。

本研究の直接の目的からは外れるが，ほとんど全ての条件において，PSEが標準時間の物理的な長さよりも長くなっていた。この傾向は，第1区切音と第2区切音がどちらも20 ms の条件，つまり標準時間を示す区切音と比較時間を示す区切音が物理的に等しい条件においてもみられた。このような標準時間とPSEとのずれは，常に標準時間を先に呈示してから比較刺激を呈示するという順番で刺激を呈示していたことによる時間順序誤差 (time order

error，TOE) を表していると考えられる。TOEに関する過去の研究により，時間間隔が短

いときには (おおよそ700 ms以下)，先に呈示された時間間隔より後で呈示された時間間隔が長いときに二つの時間間隔の長さが等しいと感じられることがわかっており(e.g., Eisler et al., 2008; Woodrow, 1951)，本実験の結果に現れた標準時間とPSEとのずれは，TOEに関するこれまでの知見に合致する。

得られた実験参加者ごとのPSEを用いて，繰り返しのある3要因(標準時間の長さ × 第 1区切音の持続時間 × 第2区切音の持続時間)の分散分析を行った結果，有意水準を5% として，第1区切音の持続時間の主効果と第2区切音の持続時間の主効果が認められた [それぞれ F (5, 40) = 4.511, p < .05; F (5, 40) = 6.169, p < .001]。また，標準時間の長さの主効果も認められた [F (2, 16) = 285.101, p < .001]。ただし，標準時間が長くなると得られるPSEも長くなるため，標準時間の主効果が認められるのは当然のことである。交互作用に関しては，第1区切音の持続時間と標準時間との交互作用に有意差があった[F (10, 80) = 2.025,p <.05]。このことは，第1区切音の持続時間の影響は標準時間の長さによって異なっていたことを示しており，標準時間が120 msのとき，第1区切音が長くなってもPSEがほとんど増加しなかったことと関係していると考えられる (図 2.3 a)。第2区切音の持続時間と標準時間との交互作用には有意差はなく[F (10, 80) = .698, p = .723]，第2区切音の持続時間の影響は時間間隔の長さに関わらず同様であったことがわかった。

(7)

Standard interval = 120 ms

Duration of the first marker (ms)

20 40 60 80 100

120 160

PSE (ms)

240 280

Standard interval = 360 ms 400

440

second marker = 20 ms second marker = 30 ms second marker = 40 ms second marker = 60 ms second marker = 80 ms second marker = 100 ms Average

Duration of the second marker (ms)

20 40 60 80 100

120 160

PSE (ms)

240 280

Standard interval = 360 ms 400

440

first marker = 20 ms first marker = 30 ms first marker = 40 ms first marker = 60 ms first marker = 80 ms first marker = 100 ms Average

a b

Fig. 2.3 実験1で得られたPSE の平均値。aとbは，同じデータを横軸を変えて示したも

のであり，aでは第1区切音の持続時間が，bでは第2区切音の持続時間が，それぞれ横軸となっている。太線は，6つの第2区切音長 (a) または第1区切音長 (b) の平均を示す。

(8)

実験1の結果，区切音の持続時間は時間間隔の知覚に影響することがわかった。おおまかな傾向としては，区切音が長くなるほど時間間隔の主観的な長さが長くなったが，第1区切音と第2区切音とでは影響が少々異なっており，時間間隔が最も短い120 msの条件では，第 1区切音の持続時間の影響はみられなかった。第2区切音が長くなるほど時間間隔の主観的な長さが長くなる傾向は，どの標準時間の長さにおいても安定してみられた。このような第 2区切音の持続時間の効果は，Grondin et al. (1996)およびWoodrow (1928)の結果と一致していた。

実験1では，単独で呈示された時間間隔の主観的な長さに対する区切音の持続時間が影響が示された。しかし，実験1で用いた区切音は，持続時間の変化に伴い，持続時間以外の要素も変化していた。つまり，実験1でみられた区切音の持続時間の効果が，持続時間自体の変化によるものではなく，持続時間に伴って変化した他の要素によるものであった可能性も考えられた。実験2および実験3では，そのような持続時間以外に変化した要素が，時間間隔の知覚にどの程度影響するかを確かめた。具体的には，実験2では区切音の振幅の影響を，

実験3では音エネルギーの時間分布の影響を，それぞれ調べた。

2.4 実験 2 ：振幅の影響

実験1では，区切音が長くなると音の主観的な大きさが大きくなってしまうことをできる限り防ぐため，全ての区切音の総エネルギーを等しくしていた。つまり，区切音の持続時間が長くなるほど，区切音の振幅が小さくなっていた。音の立ち上がり時間や最大振幅の大きさは，音の知覚的な始まりに影響するといわれており (e.g. Gordon, 1987)，実験1においても，区切音の持続時間ではなく，振幅の違いが音の知覚的な始まりの位置に影響し，その結果時間間隔の主観的な長さが変化したと考えることもできる。実験2では，振幅の違いによる時間間隔の知覚への影響がどの程度かを確かめた。

2.4.1 目的

実験1でみられた区切音の持続時間の効果が，音の振幅の違いによるものではなく，音の持続時間自体の変化によるものであったかどうかを確かめることを目的とした。

2.4.2 実験方法

標準時間を示す区切音として，実験1と同様に全ての音の総エネルギーを等しくした総エネルギー統一条件と，実験1とは違い全ての音の振幅の最大値を等しくした振幅統一条件の 2種類を用いて標準時間のPSEを求め，振幅の違いによる時間間隔の知覚の変化がどの程度であるかを調べた。

もし振幅の違いが時間間隔の主観的な長さに影響する主な要因であるとすると，実験1でみられたような区切音の持続時間の効果は，総エネルギー統一条件でのみ現れ，振幅統一条

(9)

られた20 msの音は，物理的に同一のものであった。呈示レベルは，20 msの音と同じ振幅の定常音の音圧レベルが82 dBAとなるように設定した。

刺激に関するその他の点は，実験1と同じであった(図 2.1)。

標準刺激は，総エネルギー統一条件と振幅統一条件それぞれについて，48種類であった[4 (第1区切音の持続時間) × 4 (第2区切音の持続時間)× 3 (標準時間の長さ)]。

実験環境

実験は，暗騒音30 dBA以下の防音室内で行われた。刺激の呈示に用いたローパスフィルタ (NF DV8FL) のカットオフ周波数が16 kHzに変更された点と，アンプが STAX SRM-323A に変更された点以外は，実験環境は実験1と同じであった。

実験手続き

実験手続きは，総試行数とブロックへの分割方法以外，全て実験1と同じであった。

総試行数は，総エネルギー統一条件96試行[48 (標準刺激)×2 (系列)]と振幅統一条件96

試行 [48 (標準刺激) × 2 (系列)] を含む，合計192試行であった。実験は，総エネルギー

統一条件ブロックと，振幅統一条件ブロックとに分けて行い，実験参加者の半数が総エネルギー統一ブロックを先に行った後で振幅統一条件ブロックを行い，残りの半数の実験参加者が振幅統一ブロックを先に行った後で総エネルギー統一ブロックを行うよう，各振幅条件ブロックを行う順番はカウンターバランスした。各振幅条件ブロックでは，全96試行を実験参加者ごとにランダムな順番に並べ替えたものを16試行ずつ6つのブロックに分け，さらにそれぞれのブロックの最初に2試行の練習試行を追加し，1ブロックあたり18試行として呈示した。また，本実験の前と，後半の振幅条件ブロックを始める前に，それぞれ12試行の練習試行1ブロックを行った。

1ブロック(18試行)あたりの所要時間は約25分であった。実験全体は，実験参加者1名につき4日間から7日間かけて行われた。

実験参加者

正常な聴力を有する21歳から30歳までの6名 (女性4名，男性2名) を実験参加者とした。5名は九州大学の学生であり，1名は学術研究員であった。全員が音楽の基礎的な訓練を受けており，5名は聴能形成による聴覚訓練も受けていた(Iwamiya et al., 2003)。3名の

(10)

実験参加者は，実験1に参加しており，実験1への参加から実験2への参加までの期間は5 カ月以上であった。

2.4.3 結果と考察

分析を行う前に，一名の実験参加者のデータを除外した ¹。

各標準時間について，5名の実験参加者から5個のPSEが得られ，その平均値を求めた。

図 2.4 は総エネルギー統一条件の結果を，図2.5 は振幅統一条件の結果を示す。図 2.4 aおよび図2.5 aは第1区切音の持続時間の影響を，図2.4 bおよび図 2.5 bは第2区切音の持続時間の影響を示す。なお，図 2.4 aと図2.4 b，図2.5 aと図2.5 bは，同じデータを横軸を変えて表したものである。

20 40 60 80

120 140 160

PSE (ms) 240

260 280

360 380 400

second marker = 20 ms second marker = 40 ms second marker = 60 ms second marker = 80 ms Average

360 380 400

first marker = 20 ms first marker = 40 ms first marker = 60 ms first marker = 80 ms Average

PSE (ms) 240

260 280

20 40 60 80

120 140 160

a b

constant energy constant energy

Fig. 2.4 実験2の総エネルギー統一条件で得られたPSEの平均値。aとbは，同じデータ

を横軸を変えて示したものであり，aでは第1区切音の持続時間が，bでは第2区切音の持続時間が，それぞれ横軸となっている。太線は，4つの第2区切音長 (a) または第1区切音長 (b) の平均を示す。

1この実験参加者は，96種類の標準刺激のうち，2つの標準刺激において上昇系列と下降系列の調整結果の差が150 msを超えており(それぞれ198 msと321 ms。他の5名の実験参加者では，上昇系列と下降系列の調整結果の差が100 msを超えることはなかった)，このときのPSEが他の実験参加者の標準偏差の3倍を超えていた。そのため，この実験参加者のデータを分析には用いないこととした。なお，その他の標準刺激に対するPSEは，この実験参加者も他の実験参加者とは定性的には異なっていなかった。

(11)

(2, 8) = 2616.593, p <.001；振幅統一条件においては，F (2, 8) = 1149.605, p <.001]，第 1区切音の持続時間の主効果に有意差はなかった[総エネルギー統一条件においては，F (3, 12) = .204, p = .892；振幅統一条件においては，F (3, 12) = 2.124, p = .150]。第2区切音の持続時間の主効果は，どちらの振幅条件でも認められた [総エネルギー統一条件においては，F (3, 12) = 5.5156, p <.05；振幅統一条件においては，F (3, 12) = 19.107,p <.001]。

交互作用は，いずれも有意ではなかった(p> .05)。

20 40 60 80

120 140 160

PSE (ms) 240

260 280

360 380 400

second marker = 20 ms second marker = 40 ms second marker = 60 ms second marker = 80 ms Average

360 380 400

first marker = 20 ms first marker = 40 ms first marker = 60 ms first marker = 80 ms Average

PSE (ms) 240

260 280

20 40 60 80

120 140 160

a b

constant amplitude constant amplitude

Fig. 2.5 実験2の振幅統一条件で得られたPSEの平均値。aとbは，同じデータを横軸を

変えて示したものであり，aでは第1区切音の持続時間が，bでは第2区切音の持続時間が，

それぞれ横軸となっている。太線は，4つの第2区切音長 (a) または第1区切音長 (b) の平均を示す。

(12)

実験2の結果，区切音の持続時間は振幅の変化の有無に関わらず時間間隔の知覚に影響することがわかった。もし実験1でみられた区切音の持続時間の効果が，持続時間自体の変化によるものではなく，振幅の変化によるものであったとすると，音の持続時間が変化しても振幅は一定であった振幅統一条件においては，区切音が長くなってもPSEは変化しなかったはずである。実験2の結果はそうではなく，第2区切音が長くなるほどPSEが増加する傾向が総エネルギー統一条件と振幅統一条件の両方でみられた。このことから，実験1でみられた区切音の持続時間の効果が，振幅の変化ではなく，持続時間自体の変化によるものであったと考えることができる。

実験3では，実験1で区切音の持続時間に伴って変化した他の要素として音エネルギーの時間分布に着目し，その影響を調べた。

2.5 実験 3 ：音エネルギーの時間分布の影響

実験1では，区切音の持続時間が長くなるに従い，ひとつひとつの区切音内の音エネルギーがその区切音の始まりから遠ざかる方向に分布していた。このような音エネルギーの時間的な分布の変化は，音の持続時間の変化に付随するものであり，持続時間の問題と密接に関わっている。実験3では，音の持続時間は固定したまま，区切音内の音エネルギーの時間分布を変化させ，音の持続時間自体を変化させなくても音エネルギーの時間分布を変化させるだけで時間間隔の主観的な長さが変化するかどうかを調べた。

なお，本実験で用いたような，音エネルギーの時間分布が異なる音は，Pセンターの研究とも関連する。本実験の考察では，Pセンター研究との関連を探るため，Pセンター研究において注目されることのある音の重心の位置を本実験で用いた音について求め，音エネルギーの時間分布に関して，重心の位置から予測される影響と，実験の結果確かめられた影響とを比較する。

2.5.1 目的

区切音の音エネルギーの時間分布の変化が，時間間隔の知覚に影響を及ぼすかどうかを調べることを目的とした。

2.5.2 実験方法

区切音の持続時間は固定したまま，立ち上がり・立ち下がり時間を操作することによって，

区切音内の音エネルギーの時間分布を変化させた(図 2.6)。この区切音で示した標準時間の PSEを求め，音エネルギーの時間分布が時間間隔の知覚に影響するかどうかを調べた。

もし音エネルギーの時間分布を変化させるだけで時間間隔の主観的な長さが変化すれば，

実験1および実験2でみられたような区切音の持続時間の効果は，区切音の持続時間自体というよりはむしろ音エネルギーの時間分布の違いによるものであったということになる。逆

(13)

60 msの区切音の立ち上がり・立ち下がり時間は，15 ms・45 ms (最大振幅の位置は前 )，

30 ms・30 ms (最大振幅の位置は中央 )，45 ms・15 ms (最大振幅の位置は後 ) の3 種類であった。100 msの区切音の立ち上がり・立ち下がり時間は，25 ms・75 ms (最大振幅

の位置は前 )，50 ms・50 ms (最大振幅の位置は中央 )，75 ms・25 ms (最大振幅の

位置は後 )の3種類であった。

立ち上がり時間または立ち下がり時間が長くなった場合，区切音の始まりもしくは終わりの一部が最小可聴値以下になる場合があるため，60 ms の音と100 msの音には，10 msの立ち上がり・立ち下がり時間を含む定常音を同位相で付加した。この付加した音は，単独で呈示された場合，最大振幅の位置が変化する主要部分の音よりも20 dB弱かった ²。

各区切音の主観的な大きさに違いが生じてしまうことをできる限り防ぐため，実験1と同様に，区切音の総エネルギーを統一した(Scharf, 1978)。呈示レベルは，実験で用いた20 ms の音と同じ振幅の定常音の音圧レベルが85 dBAとなるよう設定した。

実験条件においては，標準時間を示す区切音のうち，第1区切音が60 msまたは100 ms の時は，第2区切音は20 msとした。逆に，第2区切音が60 msまたは100 msの時は，第 1区切音は20 msとした。標準時間の長さは，120, 240, 360 msの3種類であった。よって，

実験条件の標準刺激は，合計36種類であった [2 (振幅変化する区切音の位置) × 2 (振幅変化する区切音の持続時間)× 3 (立ち上がり・立ち下がり時間) × 3 (標準時間の長さ)]。

対照条件においては，標準時間を示す区切音はどちらも20 msであり，標準時間の長さは，

120, 240, 360 msの3種類であった。

さらに，立ち上がり・立ち下がり時間は異なっても，区切音の持続時間自体の効果が実験 1および実験2と同様にみられるかを調べるため，60 msの区切音と100 msの区切音のうち，

最大振幅の位置が中央にあるもののみを用いて可能な全ての組み合わせを作成した。この追加条件は，12種類であった[2 (第1区切音の持続時間) × 2 (第2区切音の持続時間)× 3 (標準時間の長さ)]。

従って，標準刺激は合計51種類となった [36 (実験条件) + 3 (対照条件) + 12 (追加条件)]。

刺激に関するその他の点は，実験1と同じであった(図 2.1)。

2付加した音の振幅は，最大振幅の位置が変化する主要部分の音の振幅の1/10であり，実際に呈示された音

(主要部分の音に定常音が付加された音)の振幅の9%程度であった。

(14)

position of peak amplitude

beginning middle end

Fig. 2.6 実験3で用いた刺激音の時間波形の模式図(刺激の時間波形の上半分を示す)。持

続時間が60 msおよび100 msの音は，立ち上がり・立ち下がり時間を変えることにより，最

大振幅の位置を前 (beginning)，中央(middle)，後(end) と3段階で変化させた。持続時間が60 msおよび100 msの音の重心の位置は，表2.1に示す。

(15)

総試行数は，102試行 [51 (標準刺激)× 2 (系列)] であった。この102試行を実験参加者ごとにランダムな順番に並べ替えたものを6または8試行ずつ13個のブロックに分け，さらにそれぞれのブロックの最初に2試行の練習試行を追加し，1ブロックあたり8または10 試行として呈示した。また，これらを行う前に，51試行 (刺激パターン51種類)を実験参加者ごとにランダムに並び替え，1ブロックあたり10もしくは11試行の5ブロックに分けた，

練習試行を行った。

1ブロック(8または10試行) あたりの所要時間は約15分であった。実験全体は，実験参加者1名につき4日間から7日間かけて行われた。

実験参加者

正常な聴力を有する22歳から30歳までの9名 (女性3名，男性6名) を実験参加者とした。8名は九州大学の学生であり，1名は学術研究員であった。6名は聴能形成によりある程度の聴覚訓練を受けており(Iwamiya et al., 2003)，音楽の基礎的な訓練も受けていた。残りの3名は8-14年間ピアノを個人的に演奏していた。2名は実験1に，4名は実験2に参加していた。実験1への参加から実験3への参加までの期間は6カ月以上であり，実験2への参加と実験3への参加の間の期間は1週間以上であった³。

2.5.3 _{結果と考察}

各標準時間について，9名の実験参加者から9個のPSEが得られ，その平均値を求めた。

実験条件および対照条件の平均PSEを図 2.7 に示す。図 2.7 aは第1区切音の，図 2.7 bは第2区切音の最大振幅の位置の影響を示す。なお，破線で示されている対照条件のPSEは，

図 2.7 aと図2.7 bで共通している。

第1区切音については，標準時間が120 msで第1区切音が100 msのときに，第1区切音の最大振幅の位置が前から後に変化するにつれて，PSEが減少した。しかし，この傾向は，

標準時間が240 ms以上のときや，第1区切音が60 msのときなど，他の条件でははっきりとはみられなかった。第2区切音については，標準時間が120 msで第1区切音が60 msのときに，第2区切音の最大振幅の位置が前から後に変化するにつれて，PSEが増加する傾向がみられたが，この傾向も，他の条件ではみられなかった。

3実験2と実験3は実験期間が重なっており，両方の実験に参加した4名のうち2名は先に実験2に参加してから実験3に参加し，残りの2名は先に実験3に参加してから実験2に参加した。

(16)

得られた実験参加者ごとのPSEを用いて，繰り返しのある1要因(最大振幅の位置)の分散分析を行った。その結果，標準時間が120 msで，第1区切音が100 ms (第2区切音は20 ms) の条件において有意差がみられた[F(2，16)＝3.848，p< .05]が，それ以外の条件では有意差は認められなかった (p> .05)。

実験3の結果，ほとんどの条件において，区切音の持続時間を固定したまま音エネルギーの時間分布を変えただけでは，時間間隔の主観的な長さにはっきりとした影響はあらわれないことが示された。時間間隔が120 msで第1区切音が100 msのときのみ，音エネルギーの中心が前から後に移動するにつれ，時間間隔の主観的な長さが短くなった。ただし，

この条件において，最大振幅の位置が前のときのPSEと後のときのPSEとの差は

わずか13 msであった。これは，空虚時間の弁別閾と同程度であり (Getty, 1975)，弱い効

果であったと考えられる。このような第1区切音の音エネルギーの時間分布の効果が，時間

間隔が120 msのときにのみ現れ，時間間隔が240 msを超えると見られなくなったことは興

味深い。

実験3で用いた60 msと100 msの区切音は，立ち上がり・立ち下がり時間が変わると，音

の重心の位置も変化していた。Pセンターに関する研究においては，音の重心の位置がその

Amplitude-peak position of the first marker beginning middle end

120 140

PSE (ms) ²⁴⁰

260 280

360 380 400

first marker = 60 ms first marker = 100 ms control (20-20)

Amplitude-peak position of the second marker beginning middle end

120 140

PSE (ms) ²⁴⁰

260 280

360 380 400

second marker = 60 ms second marker = 100 ms control (20-20)

a b

Fig. 2.7 実験3で得られたPSEの平均値。a は第1区切音の最大振幅の位置の影響を示し，

b は第2区切音の最大振幅の位置の影響を示す。対照条件のPSEは，a と b で共通している。

(17)

しかし，実際に実験で得られたPSEの最大振幅の位置による変化は，重心の位置から予測された変化量よりも小さく，また，その変化量は時間間隔の長さによって異なっていた。

区切音が60 msの場合，最大振幅の位置を動かしたことによるPSEの変化量は最大で7 ms

であり，区切音が100 msのときは最大で13 msであった。最大振幅の位置の影響が最も大きかったのは標準時間が120 msの場合で，標準時間が240 msを超えると，この値はより小さくなった。何より，ほとんどの条件において，最大振幅の位置の影響ははっきりしなかった。このことから，最大振幅の位置の違い自体は，時間間隔の知覚にそれほど影響しないと考えられる。

区切音の持続時間を固定したまま音エネルギーの時間分布を変えただけでは，時間間隔の主観的な長さに体系的な変化は見られなかったが，持続時間自体の効果は，実験1および実験2と同様に見られた。例えば，区切音が20 msであった対照条件のPSEと比べ，第2区切

音が60 msもしくは100 msであった条件のPSEは大きくなっていた。これは，実験1，実

験2と同様に，第2区切音の持続時間が長くなると，時間間隔の主観的な長さが長くなったことを示している。さらに，同様の傾向が，持続時間自体の効果を確かめるために付け加えられた追加条件においてもみられた。対照条件と，この追加条件，および関連する条件(最大振幅の位置が中央にある20, 60, 100 msの区切音のみを用い，可能な全ての組み合わせを作成した条件) の結果をまとめたものを図 2.8に示す。これらの条件におけるPSEの増加量は，実験1，実験2と同様に，20 ms程度であった。

図 2.8に示した条件において得られた実験参加者ごとのPSEを用いて，繰り返しのある

3要因 (標準時間の長さ × 第1区切音の持続時間 × 第2区切音の持続時間)の分散分析を

行った結果，標準時間の長さの主効果[F (2, 16) = 1878.986, p < .001]および，第2区切音の持続時間の主効果 [F (2, 16) = 19.665, p <.001] が認められた。第1区切音の持続時間の主効果および交互作用には有意差はなかった (p >.05)。

これらの結果より，立ち上がり・立ち下がり時間は異なっても，第2区切音の持続時間自体に関しては，実験1，実験2と同様に，持続時間が長くなると時間間隔の主観的な長さも長くなるということが示された。

実験3の結果，区切音の持続時間を固定したまま音エネルギーの時間分布を変えただけでは，240 ms以上の時間間隔の主観的な長さにはっきりとした影響はあらわれないことが示

4重心の位置は，{ (振幅²∗時刻)の総和}/ (振幅²の総和)によって求めた。重心の位置は，音エネルギーの分布の中央値とは異なることに注意が必要である。

(18)

Table 2.1 実験3で用いた60 msと100 msの区切音の重心の位置

Marker duration 60 100

Peak position Beginning Middle End Beginning Middle End

Gravity-center position 23 30 37 38 50 62

Diﬀerence between 14 24

“beginning” and “end”

[ms]

された。しかし，第2区切音の持続時間自体の効果は，実験1および実験2と同様に現れた。

このことから，音エネルギーの時間分布は時間間隔の知覚に影響した主な要素ではなく，区切音の持続時間自体の変化が時間間隔の知覚にとって重要であると考えることができる。

360 380 400

PSE (ms) ²⁴⁰

260 280

20 60 100

120 140 160

first marker = 20ms first marker = 60 ms first marker = 100 ms

360 380 400

PSE (ms) ²⁴⁰

260 280

second marker = 20ms second marker = 60 ms second marker = 100 ms

20 60 100

120 140 160

a b

Fig. 2.8 実験3の追加条件および関連する条件で得られたPSEの平均値。最大振幅の位置

が中央にある20, 60, 100 msの区切音を組み合わせた条件におけるPSEが示されてい

る。aとbは，同じデータを横軸を変えて示したものであり，aでは第1区切音の持続時間が，bでは第2区切音の持続時間が，それぞれ横軸となっている。

(19)

1928)。一方，時間間隔の始まりを示す第1区切音に関しては，時間間隔が240 ms以上の場合に，第1区切音が長くなるほど時間間隔の主観的な長さが長くなる傾向がみられたが，この効果は実験によっては現れないこともあり，不安定であった。このような区切音の持続時間の効果は，振幅の違いや音エネルギーの時間分布が主な要因となって生じたものではなく，

持続時間自体の変化が引き起こしたものであったことが確認された。

実験1-3では，第1区切音の始まりと第2区切音の始まりを固定していても，区切音の持続時間が変化すると時間間隔の主観的な長さが変化したことから，区切音の物理的な始まりの位置のみで時間間隔の主観的な長さが決まるわけではないことが示された。また，私たちが時間間隔の長さを知覚する過程に，区切音の持続時間が影響することが示された。区切音の持続時間が私たちの時間情報処理の仕組みにどのように影響したと考えられるかについては，第5章で考察を行う。

本章で行った実験により，リズム知覚と直接結びつくような時間間隔の知覚においても，

音の持続時間の影響がみられることが確認された。ただし，本章で用いた刺激は二つの音によって示された単独の時間間隔という最も単純なパターンであり，得られた実験結果をリズム知覚と結びつけるためには，実際のリズムのように複数の時間間隔が隣接する場合においても音の持続時間の効果が同様にみられるかを調べる必要があった。次の第3章では，実験 1-3で単独の時間間隔を用いて確かめられた区切音の持続時間の効果が，時間間隔が隣接するパターンにおいても生じるかどうかを調べた。